图1 沈阳机床集团董事长顾问Dr.Ö.S. Ganiyusufoglu

沈阳机床集团于1949年在沈阳建厂，占地面积110万m2，现拥有18000名员工。在沈阳的主工厂有10000名员工。沈阳机床主要研发产品包括车床、铣床、镗床、钻床、特种机床以及重型机械，例如，加工在石油的传输中所需的各种管道。2007年，沈阳机床的年销售额超过了17.7亿美元。2010年沈阳机床已经跻身世界第三，销售额达到21.2亿美元，也是中国的第一名。2011年沈阳集团年产96000台机床，其中包括31000台CNC机床。2011年沈阳机床已经超过了马扎克和通快，成为世界第一,销售额达到了27.83亿美元,其中95%的销售都是在中国。

从20世纪50年代起，沈阳机床的生产就已经不断地增加效率、生产率、灵活性，与此同时生产成本也在不断降低。在普通的机加工方面，在20世纪50年代就已经有了NC机床。而在随后的10年内，NC机床也有了长足的发展，机床可以设定程序，通过程序来运行机器，来减少手动加工的影响，NC变得更加的复杂，也更加方便，因此可以进行模块化生产，这就大幅提高了生产率。20世纪70年代，CNC程序出现，因此我们可以对某一个工具的程序进行控制，然后加入几何控制程序，可以对加工进行全面的数字控制。这也是在增加灵活性和效率方面的一个很大的进步。在20世纪90年代高速切削加工（HSC）出现，并且机器人技术也开始出现。高速铣削也可以通过机器人来进行操作，在灵活性和效率方面带来了很大的飞跃。2000年之后开始出现高生产率切削（HPC）、自动化生产、5轴加工以及车铣复合加工等。其中，包括5轴加工在内的新的技术已经占据市场的主流。2010年，复合型的加工系统集成了车、铣、磨以及激光一体化的设备开始出现。

机加工的发展方向

从这些年来机床的发展势头，我们可以看到机床发展的整个趋势曲线，机加工的效率、生产率和灵活性都在不断提高。生产率、灵活性的提高，是随着我们对新的领域的开拓而出现的。刀具本身起到的作用并不像技术创新起到的作用那么大，因此技术创新也成为人们更迫切的需求。一些新的领域也开始受到人们的关注，人们将注意力集中在能源、资源的提供，效率的提高，以及在环境友好等方面，这将成为未来金属加工的发展趋势。与此同时，绿色制造在国外已经成为人们长期关注的话题，“蓝色竞争力”是绿色制造在德国发展的一个具体的项目。

图2 无人操作的柔性加工单元

在这里，我为大家介绍CNC与具体切削方法的结合，还有5轴加工以及一些关于能源效率的具体案例。我们可以看到有一些新的驱动系统，其中包括扭矩电机、能源的节约模块化等，它们可以带来更多能源效率的提高。

复合加工中心的使用

在机加工方面减少使用的设备以及其他方面都是能够实现节能和环保的。在机加工过程中，可以将车削、铣削和磨削功能集成到一台设备上，从而减少加工时间而提高效率。铣削是包括在车削之中的，之后又将磨削引入铣削之中。因此，在铣削过程中，磨削也得到了进一步的提升。在经过一系列的研发之后，整个机床可以集成多种功能，进行更多零件的加工。那么，在加工中心中集成激光加工有什么优势呢？在比较重的材料上进行切削时，我们会看到明显的优势。整个加工过程首先是对切削区域进行加热，几秒之后开始切削。一般而言，加工流程是工件进行机加工之后进行硬化处理，然后进行最终的磨削。如果加入了激光的加工功能，使用激光便可以对工件表面直接进行硬化处理。可以首先对工件进行表面硬化，然后用刀具进行切削，硬化和切削过程是在同一加工中心进行，这样可以减少整个加工时间，进一步降低成本。

采用力矩电机使五轴加工实现回转

五轴机加工是怎样实现回转呢？在这里主要依靠力矩电机。最近几年力矩电机变得比较流行，可以使用很少的能量来达到很高的扭矩，实现很大的功率。根据研究，我们发现，非常紧凑的、小型化的力矩电机所占用的面积、空间更小，能够实现更大的扭矩，扭矩对机加工来说是非常重要，例如5轴联动机加工。在过去，每把刀具都需要一个或两个夹具，然而这样的成本会比较高，材料也比较多，刀具存储也会占用一定的空间，会导致一些环境方面的问题，而且制造或购买这些夹具同样需要花费资金。现在的发展趋势是有一种模块化的换刀系统，系统中有两个固定刀具的装置，下一步工序使用到刀具时才会进行交换，这个时候操作人员使用一个标准化的界面，只需要更换刀具就可以了。现在，已经有一些生产商在采用这样的方案，来实现较高的精度。换刀系统可以帮助用户提高最终的加工精度。

多种措施实现机床节能

如何使机床实现较高的能源效率，首先可以使用电气执行元件替代液压驱动，还有一种就是使机床能源消耗可视化。能源可视化可以让我们知道机床每天耗用了多少能源；在机器外部的照明能够实现能源的节约，如果工件没有靠近工具，这个工件就不需要照明，当需要加工的时候才需要照明，这是非常有效的节能方式。除此之外，机床内部的照明也可以实现节能，当操作人员不在车间时就可以将照明灯关掉，当操作人员进到车间时再将照明灯打开；另一方面就是对液压泵或流体泵的控制，每个泵都有润滑油系统，怎么样在润滑油系统和冷却系统实现节能，也是我们需要考虑的问题。机床运行中会产生一定的热量，这些热量可以重新被利用，比如说可以用在加热系统之中。德国所有新建的工厂都会设有废热回收系统，利用机器产生的热量来做其他的用途。在机加工中进行冷却的时候需要消耗能源，这是很主要的能源消耗的部分。而将冷却液进一步冷却的时候也需要消耗能源。因此我们在对新的切削液和冷却液进行进一步的研究，我们要去了解能源在机床的切削部件相互接触的部分是如何发挥作用的。如果使用低温切削技术就可以更好地使用能源。在这里，我们有一个方法是使用冰块作为冷却液，将冰块放在加工刀头的附近，有一个冷冻装置可以提供冰块的加入，这是非常环保的一个方式。

采用新型材料也是一种非常有效地节能方式。一个旋转部件的外壳重185kg，而采用CFK这种材料制成的外壳只有50kg，并且它可以有更好的加速效果，而且减少切削时间，同时其能源消耗也是非常小的。未来几年，通过机器人来进行机加工也是非常重要的方式。采用机器人更加稳定地、可以以保持持续质量标准的方式来使机床运行。现在中国很多机床制造商已经采用了机器人，来解决这种问题。很多的机器人的制造商也会与机床制造商共同合作，来提供模块化的解决方案。这就意味着在进行某一个模块的操作时要用到机器人，来进行机加工，这里就需要考虑到工件的情况，也需要考虑到加工工具的情况，整个加工可能会持续几个小时，我们需要进行标准化零部件的提供，这样才能将工件直接加入到机床之中，它可以提供几种不同的灵活的机加工的解决方案，而且它可以与机床无缝连接，可以进行各种零部件的加工，保持稳定的高质量。